基于土木工程建筑結構設計的優化分析

李運超

（貴陽市建筑設計院有限公司 貴州省貴陽市 550000）

引言

隨著近些年土木工程領域的持續性發展，土木工程建筑數量的不斷增多，這一背景之下土木工程的施工安全性問題也顯得更加突出。土木工程的結構設計非常重要，屬于建筑在整個設計、施工周期中的關鍵性項目任務，不僅會直接決定施工成效，確定施工質量，同時還會間接影響施工的經濟效益，決定建筑企業的經濟利潤。對此，為了更好的提高建筑建設價值，探討土木工程建筑結構設計的優化具備顯著經濟價值。

1 土木工程建筑結構設計基本內容

就當前而言，建筑結構設計內容非常多，需要根據不同的標準落實具體的設計方案。①需要根據建筑物本身的使用性能進行劃分，如工業建筑和民用建筑。②需要按照建筑的大小、層高等進行劃分。③需要根據建筑的結構材料進行劃分，如砌體、木、鋼筋混凝土以及混合等結構。④需要根據結構形式進行劃分，如排架結構、框架結構以及剪力墻結構等。

在建筑結構設計方面，內容主要涉及到兩點：①結構程序。建筑物的設計涉及到建筑設計、結構設計、給排水設計、暖氣通風設計以及電氣設計等。不同部分的設計都必須遵循四個基礎原則，也就是功能、美觀、經濟以及環保。建筑結構屬于建筑物使用功能、使用安全性的基礎，結構設計屬于建筑物設計的基本性項目，其過程主要有方案的設計、結構的分析、構件的設計以及施工圖紙的繪畫；②結構設計要求。為了更好的確保結構設計可靠性，在設計中必須遵循基本的要求，一方面計算內容。結構構件具備一定的承載力，在設計時必須保障構件能夠滿足承載值，計算出疲勞強度從而保障設計安全性。另一方面結構多種作用效應同時發生時，明確不同結構下的效應，及時發現不安全組合現象。

2 基于土木工程建筑結構設計的優化方法

伴隨著近些年技術方面的不斷成熟和改進，在土木工程建筑結構設計方面新技術的應用也顯得非常重要。對此，為了持續有效的提高土木工程建筑結構設計效益，下面提出一種可用于土木工程建筑結構設計的技術。

2.1 建筑信息模型技術

建筑信息模型技術屬于當代社會比較常見的一項技術，這一技術屬于從國外引進的技術，該技術的合理應用會直接影響我國土木工程領域的發展效益，同時隨著建筑信息模型技術的不斷成熟與持續性發展，在工程領域中的應用也逐漸從以往的二維設計轉變成為了三維設計，不僅提高了建筑結構設計的實效性，同時方案本身的完善性以及可用性也在隨之提升。另外，合理應用建筑信息模型技術還能夠更好的建設關于建筑的數據庫，將不同的設計方案儲存當數據庫當中，從而實現對相關設計或相關難題的攻克。建筑信息模型技術的合理應用可以體現在項目的整個周期當中，在項目的不同階段當中技術的應用目的并不相同，借助信息的插入、提取以及修改等措施，實現對結構設計的優化改進。

建筑信息模型技術的應用特征主要體現在三個層面上：①信息的集成化。建筑信息模型技術信息層面上的集成主要是在于設計過程中的集成以及設計信息的集成。按照建筑結構設計的設計需求，在土木工程項目當中可以借助對信息模型的應用實現信息的轉移，應用相應專業的設計信息集成在模型當中，從而促使建筑信息的模型可以具備更多的信息集成性特征，在設計平臺中，專業人員可以在平臺上進行相應的操作，這也是實現多專業設計人員共同參與、交互性設計的實現原因，從而實現集成化設計的最終效果。土木工程建筑項目中信息模型的應用最為突出的一點便是數據庫的應用，其能夠有效的記錄建筑結構設計的項目，同時數據庫中所記錄的信息都是以三維的形式為主，這一種數據庫所能夠記錄的信息資源非常多，例如建筑結構的基本空間信息、其中部分構件的具體尺寸與大小、材料的使用信息以及建筑稱重結構設計等，這一些信息都可以為建筑安全性分析以及后續其他建筑結構設計等提供有力的數據支持，相對于以往依賴于CAD進行的結構設計而言，不僅設計的實效性更加突出，同時信息本身可以以更加突出、直觀的方式表現出來；②協同設計。借助建筑信息模型技術能夠實現多個領域共同參與設計的作用，在一個土木工程建筑設計的平臺當中，可以為設計部門、施工部門、業主等不同人員提供相應的數據資料信息，不僅可以更好的優化建筑結構設計的效果，同時還能夠從多個方面不斷的調整與優化建筑設計方案，業主可以根據結構設計進度提出個性化要求，而設計人員可以根據業主要求以及施工部門所提出的建議進行針對性，這也是提高設計實效性的有效方式。同時，在土木工程建筑結構設計方面合理應用建筑信息模型技術，還能夠實現自動化結構建設，在設備管線之間實現實時性的安全性監測，進而促使設計的成果不會與實際施工、安全性要求等形成沖突，減少設計人員的修改工作量；③傳遞性設計。在土木工程建筑結構的設計方面合理應用建筑信息模型技術，能夠讓不同的數據信息實現關聯性的結合，尤其是在設計與修改等過程中所能夠體現的價值較高，因為建筑本身的整體性比較強，所以在修改一個內容之后往往會引發其他方面的變化，從而形成關聯效應。對此，在應用建筑信息模型技術后，在修改一個信息后可以自動對后續的信息給予相應的修改，并自動化的傳遞并形成全新的圖紙，在無法計算時會提出提示，從而讓設計人員針對性的修改。與此同時，建筑信息模型技術還能實現對實際施工的模擬化演示，這也是保障設計方案更好應用于實際的有效途徑。

2.2 借助信息模型技術優化建筑結構設計的方法

2.2.1 數據信息化的應用

建筑信息模型技術的合理應用是當代建筑結構設計領域的一種代表性穿心，其能夠實現多種信息的統一性建設與處理，這一特征相對于以往以CAD為主的軟件設計方式而言具備的優勢更加突出，其能夠更好的應用在結構設計工作當中。建筑結構設計人員可以合理使用建筑信息模型技術實現對工程信息的準確、實時性處理，在設計中可以實現對數據庫的建設，借助數據庫實現對工程信息的隨時性查詢，同時信息之間的融合性、關聯性也會更加突出，結構之間的關聯性會更加明顯，這一種數據庫的建設可以更好的減少設計時間以及設計工作量，尤其是在設計方案修改方面的作用非常突出，可以顯著減少甚至是杜絕修改工作。在設計中設計人員可以隨時查詢數據資料，這也是保障結構設計全面性與效率的有效途徑。

2.2.2 設計內容更加合理

以以往的建筑結構設計而言，圖紙的應用價值較高，同時在圖紙設計方面其主要的工作量都是以修改為主，在修改之后出現各類問題的可能性也比較多，例如有可能在修改之后結構本身存在不安全特性，也有可能在修改后方案無法施工落實，所以結構設計中設計工作量相對較大。土木工程的建筑結構本身的特點在于穩定性和安全性，假設這一層面上的設計不完善，便會形成嚴重的安全性隱患，這也就要求土木工程的結構必須保持較高的整體安全性，想要實現這一目標，就需要在場地、建筑結構等多個方面進行深入性的分析，場地本身的實際情況也會間接影響建筑結構的設計效果，所以合理應用地理信息系統可以確保采集信息的合理性，促使結構設計中各個信息因素的合理掌握，從而提高圖紙設計準確性。

2.2.3 統一性設計

在土木工程設計領域中，合理采用建筑信息模型技術不僅能夠實現視覺傳達效果的優化作用，同時還能夠實現對建筑本身的光源、外貌、材質屬性等多個方面的表現與分析，可以在設計中融合多種信息數據，設計人員可以對建筑的節能效益、自然光照射以及舒適度、美觀性等進行直觀的分析，從而確保設計方案本身的合理性。建筑信息模型技術在結構設計中可以實現較為突出的實際表現作用，其能夠對設計結構以演示的方式表現出來，這一種表現效果相對于以往的效果圖而言具備更強的渲染力，在設計階段更好的表現設計成效，從而提高結構設計效果。

2.2.4 模型建設的應用

在設計過程中合理應用模型，不僅是減少和降低修改錯誤率的有效方式，同時也是提高設計實效性的突出方法。以鋼結構的設計為例，其能夠確保建筑結構設計的效果，通過建模的結構處理可以實現對連接、加強件等多個方面的設計問題改進，通過模型明確梁體的高度以及連接部分施工中所需要注意的問題，從而提高設計與施工質量。

3 結語

綜上所述，在土木工程建筑結構設計工作中，合理應用建筑信息模型技術能夠顯著提高建筑結構設計實效性，促使建筑結構設計工作的質量、效率以及全面性得到顯著的提升，同時還能夠最大程度的降低和控制在結構設計方面出錯的概率，減少設計人員的設計工作量。另外，建筑信息模型技術的合理應用可以更好的滿足當代建筑結構設計的實際要求，但是也間接對設計人員提出了比較苛刻的要求，需要設計人員具備扎實的技術應用能力以及設計素質，這也是今后需要高度重視人才培養的主要原因，從而最終實現企業的長遠化發展。